近日，安光所高曉明研究員團隊在靜態(tài)磁場法拉第旋轉(zhuǎn)光譜研究方面取得新進展，相關研究成果以《基于環(huán)形陣列永磁體的法拉第旋轉(zhuǎn)光譜NO2傳感器》為題發(fā)表在國際TOP期刊Analytical Chemistry （SCI 一區(qū)，IF：8.008）上。

法拉第旋轉(zhuǎn)光譜（FRS）通過檢測沉浸在外部縱向磁場中的氣體介質(zhì)所引起的線偏振光偏振狀態(tài)的變化，從而實現(xiàn)對基態(tài)或上電子態(tài)具有磁偶極矩的順磁性分子的高靈敏度檢測。該光譜檢測方法對水汽、CO2等抗磁性分子具有天然的免疫力，這使得其表現(xiàn)出高度的樣品特異性。同時，由于采用了一對相互接近正交的偏振器極大抑制了激光噪聲，因此法拉第旋轉(zhuǎn)光譜具有非常高的檢測靈敏度。

目前法拉第旋轉(zhuǎn)光譜信號主要由螺線管線圈產(chǎn)生的交流磁場調(diào)制樣品吸收線的塞曼分裂而產(chǎn)生。針對正弦電磁場在激發(fā)磁光效應時所存在的高功耗、電磁干擾、產(chǎn)生大量焦耳熱等缺陷，團隊劉錕研究員，博士后曹淵等人提出了一種基于稀土永磁體的靜態(tài)磁場法拉第旋轉(zhuǎn)光譜傳感裝置。研究團隊將十四個完全相同的環(huán)形釹鐵硼（NdFeB）永磁體按照非等間距的形式同軸組合，從而在380 毫米長度范圍內(nèi)產(chǎn)生了一個平均磁場強度為346 高斯的外部縱向靜態(tài)磁場。通過將赫里奧特（Herriott）池與非等間距永磁體陣列同軸配合，極大地增強了線偏振光與樣品之間的相互作用。實驗以NO2為檢測對象，探測了1613.25 cm-1處NO2的ν3基帶的Q支光譜特征，在23.7 米的光程范圍實現(xiàn)了0.4 ppb的檢測極限。

本研究工作得到了中國科學院科研裝備研制項目（No. YJKYYQ20190054），國家自然科學基金（No.42205133），先進激光技術安徽省實驗室開放基金（No. AHL2021KF06），合肥研究院院長基金（No.YZJJ2022QN10），以及中國博士后面上基金（No. 2022M713185）等項目的資助。

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https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.2c04821

靜態(tài)磁場法拉第旋轉(zhuǎn)光譜傳感裝置

環(huán)形陣列永磁體及其縱向磁場分布特性

法拉第旋轉(zhuǎn)光譜信號及其信噪比與檢偏器偏轉(zhuǎn)角度的變化關系

審核編輯 ：李倩